CN101860177A

CN101860177A - 新型逆变器

Info

Publication number: CN101860177A
Application number: CN 201010148032
Authority: CN
Inventors: 李安定; 陈云峰; 吕全亚
Original assignee: Changzhou Giantion Optoelectronics Industry Development Co Ltd
Current assignee: Changzhou Giantion Optoelectronics Industry Development Co Ltd
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2010-10-13

Abstract

本发明属于并网和独立逆变器领域，尤其是一种散热性能高的密闭式新型逆变器。它主要包括逆变器箱体以及在逆变器箱体内的电解电容、IGBT、滤波器、接触器、散热器，逆变器箱体为密闭式箱体，箱体内设有散热装置，该散热装置具有热端与冷端，散热装置主要由若干蒸管与冷却箱构成，若干蒸管一端设在冷却箱内成为冷端，若干蒸管的另一端成为热端，蒸管内部热端位置上用于设置冷却介质。本发明采用了完全依靠热交换、冷却介质的自重力进行循环散热冷却，散热效果好，完全无需对外界进行空气间的流通，具有很好的应用与推广价值。

Description

新型逆变器

技术领域

本发明属于并网和独立逆变器领域，尤其是一种散热性能高的密闭式新型逆变器。

背景技术

随着晶硅太阳能电池高效化、薄片化技术的发展以及新型薄膜太阳电池的涌现，太阳能光伏发电系统造价和度电成本已大幅度下降，其应用进入了向规模化发展的新阶段。2009年全球光伏发电系统安装量已达到了6.43GW，中国安装量达到160MW以上，相当于历年来安装量的总合。

在太阳能光伏发电系统中，为实现系统高效、稳定和安全运行，逆变器是最为关键的设备，特别是在大型光伏并网发电系统中，大功率并网逆变器的选配是光伏电站建设成败的首要判断标志。但目前几乎所有大功率逆变器的电子、电气控制元器件均放置在具有一定容积的柜箱体内，它们在运行过程中所产生的热量，往往通过柜体增设散热孔及风扇对电子、电器元件进行冷却散热，其不足之处在于：

1、无论采用自然对流或强制对流方式散热，均需与柜外环境空气沟通，而对环境空间所存在的尘埃、烟雾、水份乃至海盐粒子等杂质，势必随空气的流动进入柜体内部。从而将各类杂质附着在电子、电气元件表面，不仅破坏了电子、电气元件的敏感度，而且形成元件散热的阻热层，容易使电子、电气元件受损，对其稳定性产生极大影响；

2、在高海拔地区建设光伏电站，由于空气稀薄，采用空冷技术冷却效果大大降低。国内外已有的大功率逆变器的技术参数均标有限制在某海拔高度安装使用，我国西部太阳能资源极为丰富，而往往是高海拔地区，这种逆变器无法适应我国国情；

3、采用空气冷却散热，不但增加逆变器自耗电，而且由于柜体必须设定足够空间来增加散热的效果，结果柜体尺寸和重量增加，无法做到紧凑和省材；

4、在对特殊要求的场合，通常要为逆变器柜体提供清洁空间或相对安全、静谧以及良好电磁兼容的空间，给用户带来诸多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型逆变器，该逆变器散热性能好，无需通过上述技术中柜体上的散热孔及风扇对逆变器进行散热，具有密闭性好，电子、电气元件工作稳定使用寿命长，能适应多种复杂的环境等优点。

实现本发明的技术方案如下：

一种新型逆变器，它主要包括逆变器箱体以及在逆变器箱体内的电解电容、IGBT、滤波器、接触器、散热器，逆变器箱体为密闭式箱体，箱体内设有散热装置，该散热装置具有热端与冷端，散热装置主要由若干蒸管与冷却箱构成，若干蒸管一端设在冷却箱内成为冷端，若干蒸管的另一端成为热端，蒸管内部热端位置上用于设置冷却介质。

所述的蒸管为散热器内设置的管状空间或者所述蒸管插入在散热器内。

所述的冷却箱为散热器内设置的冷却空间或者为设置在散热器端部的箱体。

所述的冷却介质的有效工作温度为-20℃到100℃地有机冷却介质。

所述的蒸管内壁设有凹槽。

所述的蒸管为直管或者环形管。

所述的蒸管为10³Pa至10^-1Pa的真空蒸管。

所述的凹槽为截面为梯形。

采用了上述方案，逆变器箱体设为密闭式箱体，电解电容、IGBT、滤波器、接触器、散热器等主要部件设在该密闭式箱体内，防止了环境空间所存在的尘埃、烟雾、水份乃至海盐粒子等杂质附着在这些部件上，保持了其中电子、电气元件的灵敏度，提高了整个逆变器工作的稳定性；散热装置主要由若干蒸管与冷却箱构成，蒸管一端设在冷却箱内成为冷端，蒸管的另一端成为热端，蒸管为10³Pa至10^-1Pa的真空蒸管，蒸管内部在热端位置上设置有有效工作温度为-20℃到100℃的有机冷却介质，蒸管在吸收到热量时冷却介质就气化蒸发，冷却箱上具有进口与出口用于通流冷凝冷却介质的冷却液，冷却液的沸点低于冷却介质，冷却介质在进入冷却箱内的蒸管冷端时，就会将热量传递给冷却箱内的冷却液而液化，然后液化的冷却液回流到蒸管的热端，这样的冷却散热方式，不需要将逆变器箱体内的空气与外界进行热交换，直接在密闭的逆变器箱体内进行自冷式冷却，这样冷却效果好，且逆变器箱体可以做成密闭式的而进一步缩小逆变器的尺寸、重量、空间，节省了材料与成本；密闭式、自冷式的逆变器对周围环境以及空气的要求低，甚至没有要求，所以可以适应多种环境以及复杂环境下工作，完全可以利用到中国海拔普遍较高的西部地区，符合中国国情；该逆变器采用了密闭式，使得其对环境的要求不高，无论在清洁或者污浊或者嘈杂或者电磁兼容不良的环境下都能很好的工作，方便了用户；其中蒸管内壁所设的凹槽增大了冷却介质与蒸管的热交换面积，提高了其吸热、散热的性能，本发明采用了完全依靠热交换、冷却介质的自重力进行循环散热冷却，散热效果好，完全无需对外界进行空气间的流通，具有很好的应用与推广价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为散热器的一种实施方式的结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为冷却装置的一种实施方式的结构示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为图4的俯视图；

图7为蒸管的一种实施方式截面示意图；

图中，1、逆变器箱体，2、电解电容，3、IGBT，4、散热器，5、滤波器，6、冷却箱，61、进口，62、出口，7、蒸管，71、沟槽，8、接触器，a、热端，b、冷端。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，新型逆变器，它主要包括逆变器箱体1以及在逆变器箱体内的电解电容2、IGBT3、滤波器5、接触器8、散热器4，其中IGBT3为主要的发热元件，该IGBT3旁设有散热器4，逆变器箱体1为密闭式箱体，该密闭式箱体不产生与外界的空气交换，放置外界的沙尘、烟雾、水份、海盐等进入箱体内，逆变器箱体1内设有散热装置，该散热装置具有热端a与冷端b，散热装置主要由若干蒸管7与冷却箱6构成，冷却箱6具有进口61与出口62，；冷却箱6内通过进口61与出口62流通冷却液，该冷却液的沸点低于蒸管7中的冷却介质，其中蒸管7一端设在冷却箱6内成为冷端b，蒸管7的另一端成为热端a，蒸管为103Pa的低真空蒸管，蒸管7内部在热端位置上设置有沸点为47.68°的氟利昂，它的有效工作温度为-20℃到100℃，蒸管7插入散热器4的间隙内吸收散热器4的热量，通过热交换将热量传递给氟利昂，氟利昂吸热后蒸发，当氟利昂蒸发到冷端b时，冷却水将蒸管7冷端b内氟利昂的热量带走，从而冷凝氟利昂，受冷凝的氟利昂沿着蒸管7壁在自身重力下回流到蒸管7内的热端，无需借助外力的力量进行自循环，如图7所示，其中蒸管7内壁设有凹槽71，该凹槽71截面为梯形，这样增加了蒸管7与氟利昂之间的热交换面积，起到更好的散热作用，进而在氟利昂受冷凝回流时，氟利昂能沿着凹槽71进行回流而不影响氟利昂的蒸发，本实施方式中蒸管7为低真空的重力热管。

在以上实施方式中，可以直接把散热器4本体作为散热装置，散热装置中的蒸管7可以由散热器4中设成真空管状空间构成，而不一定是蒸管7要插入散热器4内；冷却箱6也可以直接制成与散热器4一体设置，冷却箱6也可以设在散热器侧面与蒸管7相连；蒸管7内的冷却介质，只要是有效工作温度在-20℃至100℃的有机介质，这样有机介质-20℃至100℃不会凝固也不会完全蒸发，在因为其良好的吸热蒸发性能与稳定性都能很好的得到应用，其中蒸管7可以采用铜、铝或者铜铝复合材料制成，具有更好的耐用性与耐腐蚀性，其形状除了做成直管外，还可以做成环形管状，凹槽71可以长条形设在蒸管7内壁，凹槽71也可以是环形或者蛇形设置在蒸管7内，凹槽71的截面可以为三角形、矩形或者其他形状，只要能增加蒸管7的内壁面积，提高热交换的效率与效果，只要能将冷凝后的冷却介质进行有序导流的凹槽71都能适用，冷却箱6内的冷却液的沸点只要能小于蒸管7中冷却介质的沸点都可行。

逆变器箱体1中还有其他散热装置，比如变压器、电抗器等元器件，这些元器件上均能安装上述实施方式中的散热装置进行散热，以达到更好的散热效果。

以上是本发明的部分实施方式，本发明包括但不局限于以上实施方式，任何在本发明基础上进行的改进及实施都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种新型逆变器，它主要包括逆变器箱体以及在逆变器箱体内的电解电容、IGBT、滤波器、接触器、散热器，其特征在于：逆变器箱体为密闭式箱体，箱体内设有散热装置，该散热装置具有热端与冷端，散热装置主要由若干蒸管与冷却箱构成，若干蒸管一端设在冷却箱内成为冷端，若干蒸管的另一端成为热端，蒸管内部热端位置上用于设置冷却介质。

2.根据权利要求1所述的新型逆变器，其特征在于：所述的蒸管为散热器内设置的管状空间或者所述蒸管插入在散热器内。

3.根据权利要求1所述的新型逆变器，其特征在于：所述的冷却箱为散热器内设置的冷却空间或者为设置在散热器端部的箱体。

4.根据权利要求1所述的新型逆变器，其特征在于：所述的冷却介质的有效工作温度为-20℃到100℃地有机冷却介质。

5.根据权利要求1或2所述的新型逆变器，其特征在于：所述的蒸管内壁设有凹槽。

6.根据权利要求1或2所述的新型逆变器，其特征在于：所述的蒸管为直管或者环形管。

7.根据权利要求1或2所述的新型逆变器，其特征在于：所述的蒸管为10³Pa至10^-1Pa的真空蒸管。

8.根据权利要求5所述的新型逆变器，其特征在于：所述的凹槽为截面为梯形。